詳細(xì)解析一款驅(qū)動(dòng)高功率LED照明應(yīng)用的新方法

另外，從散熱管理的角度來(lái)看，這種隔離設(shè)計(jì)則更加理想，因?yàn)闆](méi)有了對(duì) LED 接近性或接觸金屬附件的諸多限制。另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是，它不要求輸出端反饋。這就去除了光電或其他安全規(guī)定的隔離反饋器件。最后，我們來(lái)看這種二次側(cè)的簡(jiǎn)易性。它只有很少的無(wú)源組件，并且沒(méi)有偏置電源、有源組件或任何種類的控件。

談及運(yùn)行，SIMPLE 驅(qū)動(dòng)器擁有優(yōu)于 1% 的極好的串電流匹配。它具有可獲得高效率的諧振運(yùn)行，并且隨著串?dāng)?shù)量的增加其性價(jià)比也會(huì)更高。

圖3 SIMPLE驅(qū)動(dòng)多變壓器

概述

PFC電路的輸出為反向降壓電路的輸入。反向降壓經(jīng)過(guò)配置，產(chǎn)生一個(gè)恒定電流輸出。這種電流下，系統(tǒng)閉環(huán)位于附近。它產(chǎn)生的電流輸出向下游供給 DC/DC 變壓器電路，而該電路由一個(gè)半橋接控制器、兩個(gè) MOSFET、電容 C1 和 電容 C2 以及一些變壓器組成。之后，該電流經(jīng)過(guò)半橋接 MOSFET 開(kāi)關(guān)，到達(dá)串聯(lián)變壓器的一次側(cè)。電容 C1 和 C2 服務(wù)于許多功能。它們可用于為半橋接建立一個(gè)分壓器，同時(shí)它們還是諧振電路的組成組件，也是 DC 阻斷電容，這有助于防止變壓器飽和。

諧振運(yùn)行允許 MOSFET 開(kāi)關(guān)以零電壓開(kāi)關(guān) (ZVS) 進(jìn)行開(kāi)關(guān)運(yùn)行。這就降低了開(kāi)關(guān)損耗，并強(qiáng)制輸出二極管至零電流開(kāi)關(guān) (ZCS)，從而有助于效率最大化。

現(xiàn)已轉(zhuǎn)換為 AC 電流的 DC 電流通過(guò)所有串聯(lián)變壓器的一次側(cè)前后諧振?？纱?lián)放置的變壓器一次側(cè)數(shù)目十分靈活，因?yàn)榭梢赃x擇繞組比來(lái)支持許多變壓器或 LED 串。計(jì)算匝數(shù)比需要考慮的是串?dāng)?shù)，這是由于其規(guī)定了變壓器的數(shù)目以及每個(gè)串的正向電壓。設(shè)計(jì)考慮因素

要獲得功率轉(zhuǎn)換的最高可達(dá)效率，目標(biāo)就是盡可能地處理最少的功率。要達(dá)到這個(gè)目的，我們需要盡可能地接近輸入電壓來(lái)工作。由于大多數(shù)高功率照明應(yīng)用都支持有源 PFC 的使用，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們將只把它看作是功能模塊，并給其輸出分配一些典型值。

由于大多數(shù)有源 PFC 電路都起到一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器的作用，因此 PFC 輸出電壓的設(shè)定必須要高于最高 AC 線壓的峰值。85 – 265VAC 一般輸入范圍時(shí)，其為大約 375V。增加一些動(dòng)態(tài)范圍上限，以獲得裕度和容差，這時(shí) 400V 便為一個(gè)典型的設(shè)定值。要確保下游降壓擁有 PFC 輸出變化的較多動(dòng)態(tài)范圍上限，就需要增加稍多的裕度，以適應(yīng)約 40V 的紋波。這就使我們的反向降壓最小輸入運(yùn)行點(diǎn)為大約 360V。

為保證降壓輸出具有一定的順從電壓，以讓其能夠正常地工作，這就需要也給它一定的動(dòng)態(tài)范圍上限，并將其輸出范圍限定在 280V。

既然我們都了解我們的各個(gè)邊界，那么就讓我們來(lái)看看如何通過(guò)降壓和變壓器匝比來(lái)計(jì)算恒定電流值的一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例。

在本例中，我們使用了兩個(gè)變壓器來(lái)驅(qū)動(dòng)四個(gè)LED串，其電流為 1A。每個(gè)串都擁有十只高功率 LED。

假設(shè)：LED 正向電壓 Vf = 3.5V，且一個(gè)串電壓=35V

由于我們將 DC 降壓的輸出工作點(diǎn)設(shè)定在 280V，因此它現(xiàn)在作為 DC/DC 變壓器電路的輸入。這就意味著，施加于串聯(lián)一次側(cè)的電壓將為電容分壓器(由 C1 和 C2 組成)電壓的 1/2，從而在串聯(lián)一次側(cè)布局上獲得 140V 的電壓。

現(xiàn)在，匝數(shù)比的計(jì)算就變得十分容易了，如方程式1 所示：

每個(gè)變壓器的一次側(cè)電壓 (VP) =橋接電壓/變壓器數(shù)=140V/2=70V

其中：

NP = 一次側(cè)匝數(shù)

NS = 二次側(cè)匝數(shù)

VS = 二次側(cè)或 LED 串電壓